تحلیل شاخص‌های خشکسالی و بارش استاندارد شده در مراکز شهرهای استان اردبیل

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری گروه جغرافیای طبیعی، اقلیم‌شناسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

2 استادیار گروه جغرافیای طبیعی، اقلیم‌شناسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

3 3. دانشجوی گروه جغرافیای طبیعی، اقلیم‌شناسی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

4 استادیار دانشکده کویرشناسی،‌ دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

چکیده

هدف از مطالعه حاضر، تحلیل شاخص‌‌های خشکسالی بارش برای پیش‌بینی و کاهش اثرات منفی آن در استان اردبیل بوده است که از نظر نوع تحقیق، یک مطالعه توصیفی- تحلیلی محسوب می‌‌گردد. داده‌ها با استفاده از روش اسنادی گردآوری شد. بر همین اساس، اطلاعات میانگین بارندگی و میانگین دما به‌صورت ماهانه در ایستگاه‌های سینوپتیک اردبیل، گرمی، پارس‌آباد، مشکین‌شهر و خلخال در استان اردبیل در بازه زمانی (2016-1996) از سازمان هواشناسی کشور دریافت گردید. جهت تحلیل داده‌ها در هرکدام از 5 ایستگاه سینوپتیک استان، شاخص­‌های SPI و CZI، از نرم افزارهای Dip و Dic، استفاده شد. سپس پهنه‌بندی خشکسالی در دو مقیاس 6 و 12 ماهه، از درون­یابی IDW، در نرم­افزار Arc Gis، انجام گرفت. نوآوری پژوهش حاضر استفاده از قواعد اگر - آنگاه در نرم‌افزار MATLAB، در تلفیق شاخص‌های خشکسالی در رشته اقلیم‌­شناسی می­باشد. نتایج به‌دست آمده نشان داد که خشکسالی‌های خیلی شدید در مقیاس 12 ماهه کم­تر از مقیاس 6 ماهه رخ داده ­است و در هر 5 ایستگاه مورد مطالعه، تعداد خشکسالی­‌های متوسط، بیش‌تر از خشکسالی‌­های شدید و خیلی شدید بوده ­است. همچنین بیش‌ترین درصد فراوانی خشکسالی در شهرستان اردبیل و کم­ترین آن در ایستگاه گرمی مشاهده گردید. مقایسه­ دو شاخص مذکور نشان داد که عملکرد آن­ها اختلاف چندانی با هم ندارد؛ اما مشخص گردید که شاخص SPI، بهتر از شاخص CZI، می­تواند تعداد خشکسالی‌­ها را آشکار نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Analysis of Standardized Precipitation Drought Indices in the Cities of Ardebil Province

نویسندگان [English]

  • vahid safarian zengir 1
  • Broumand Salahi 2
  • Roghayeh Maleki Meresht 3
  • MohammadKia Kianian 4
1 Ph.D. Dept. of Physical Geography, Climatology, University of Mohaghegh Ardebili, Ardebil, Iran.
2 Assistant Professor, Dept. of Physical Geography, Climatology, University of Mohaghegh Ardebili, Ardebil, Iran.
3 Ph.D. Student, Dept. of Physical Geography, Climatology, University of Mohaghegh Ardebili, Ardebil, Iran..
4 Assistant Professor,Desert Studies Faculty, Semnan University, Semnan, Iran.
چکیده [English]

The aim of this study was to analyze rainfall drought indices to predict and reduce their negative effects in Ardebil province, which involved a descriptive-analytical study in terms of research type. Data were collected using documentary method. Accordingly, the information of mean rainfall and mean temperature on a monthly basis in synoptic stations of Ardebil, Germi, Parsabad, Meshkinshahr and Khalkhal were received from the Meteorological Organization in Ardebil province for the period (1996-1996). Dip and Dic software were used to analyze the SPI and CZI indices data in each of the 5 synoptic stations of the province. Drought zoning was then performed in two scales of 6 and 12 months, from IDW interpolation, in ArcGIS software. The innovation of the present study was the use of if-then rules in MATLAB software in combining drought indicators in the field of climatology. The results showed that very severe droughts at the 12-month scale were less than at the 6-month scale, and in all 5 stations studied, the number of moderate droughts was more than severe and very severe ones. Also, the highest frequency of drought was observed in Ardebil city and the lowest in Germi station. Similarly, a comparison of the two indicators displayed that their performance did not differ much; but it turned out that the SPI index, could reveal the number of droughts better than the CZI index.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rainfall Drought Index
  • Synoptic Stations
  • Interpolation
  • Cities of Ardebil Province

مراجع

پارسامهر، امیرحسین، خسروانی، زهرا (1396)، بررسی تعیین خشکسالی با استفاده از تصمیم‌گیری چندمعیاره بر مبنای TOPSIS، تحقیقات مرتع و بیابان ایران، دوره 1: 29-16.
جعفری، غلامحسین، بختیاری، فاطمه، دوستکامیان، مهدی (1396)، بررسی و تحلیل ارتباط فضایی خشکسالی‌ها با دبی حوضه آبی قزل اوزن، جغرافیا و توسعه، 48: 94-79.
جوی­زاده، سعید و حجازی­زاده، زهرا (1389)، مقدمه­ای بر خشکسالی و شاخص­های آن، تهران: انتشارات سمت.
حدادی، حسین و حیدری، حسن (1394)، آشکارسازی اثر نوسانات بارش بر روان‌آب سطحی حوضه آبریز دریاچه ارومیه. مجله علمی – پژوهشی جغرافیا و برنامه­ریزی محیطی، 58: 262-247.
دماوندی، علی‌اکبر، رحیمی، محمد، یزدانی، محمدرضا، نوروزی، علی‌اکبر (1395)، پایش مکانی خشکسالی کشاورزی از طریق سری­های زمانی شاخص­های NDVI و LST داده­های MODIS (مطالعه موردی: استان کرمان مرکزی)، مجله تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 3: 126-115.
ذوالفقاری، حسن، نوری سامله، زهرا (1395)، کاربرد شاخص خشکسالی (CPEL) در تعیین متغیرهای مناسب برای تحلیل خشکسالی­های ایران، مجله تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 3: 114-99.
زاهدی، مجید، قویدل رحیمی، یوسف (1386)، تعیین آستانه خشکسالی و مقایسه بارش قابل اعتماد ایستگاه‌های حوضه دریاچه ارومیه، پژوهش­های جغرافیایی، 59: 34-21.
زینالی، بتول، صفریان­زنگیر، وحید (1395)، پایش خشکسالی در حوضه دریاچه ارومیه با استفاده از شاخص فازی، مجله مخاطرات طبیعی، 12: 62-37.
زینالی، بتول، اصغری سراسکانرود، صیاد، صفریان زنگیر، وحید (1396)، پایش خشکسالی و ارزیابی امکان پیش­بینی آن در حوضه دریاچه ارومیه با استفاده از شاخص SPI و مدل ANFIS، نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 1: 96-73.
سازمان مدیریت و برنامه­ریزی (1387)، سالنامه آماری استان اردبیل، استانداری اردبیل.
سبحانی، بهروز، غفاری گیلانده، عطا، گلدوست، اکبر (1394)، پایش خشکسالی در استان اردبیل با استفاده از شاخص SEPI توسعه یافته براساس منطق فازی، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، 36: 72-51.
صلاحی، برومند، مجتبی­پور، فریده (1395)، تحلیل فضایی خشکسالی اقلیمی شمال غرب ایران با استفاده از آماره خود همبستگی فضایی، مجله تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 3: 20-1.
صمدیان فرد، سعید، اسدی، اسماعیل (1396)، پیش­بینی نمایه خشکسالی SPI به روش­های رگرسیون بردار پشتیبان و خطی چندگانه، حفاظت منابع آب و خاک، 1: 16-1.
عظیمی، مژگان­السادات، منصوری، شهروز (1394)، ارزیابی گستره دوره­های خشکی در مراتع خشک و نیمه‌خشک با استفاده از مدل ارزیابی آب و خاک و شاخص­های خشکسالی هواشناسی، همایش ملی پژوهش­های نوین در مدیریت منابع طبیعی، دانشگاه ملایر، 5: 8-1.
علیزاده، امین (1388)، اصول هدرولوژی کاربردی، مشهد: انتشارات آستان قدس رضوی.
فاضل دهکردی، لیلا، سهرابی، طیبه­سادات، محمودی کهن، فرهاد (1394)، پایش خشکسالی با استفاده از سنجنده مودیس (MODIS) در مناطق خشک (مطالعه موردی: مراتع استان یزد)، نشریه مهندسی اکوسیسنم­های بیابانی، 9: 44-23.
فتحی­زاده، حسن، غلامی­نیا، اعظم، مبین، محمدحسین، سودایی­زاده، حمید (1396)، بررسی روابط بین خشکسالی هواشناسی و متغیرهای خورشیدی در برخی از ایستگاه‌های همدیدی ایران، مخاطرات محیط طبیعی، 12: 87-63.
فنی، زهره، خلیل­اله، حسینعلی، سجادی، ژیلا، فال سلیمان، محمود (1395)، تحلیل دلایل و پیامدهای خشکسالی در استان خراسان جنوبی و شهر بیرجند، فصل­نامه برنامه­ریزی و آمایش فضا، 4: 200-175.
کریمی، ولی­الله، حبیب­نژاد، محمود، آبکار، علی­جان (1389)، بررسی شاخص­های خشکسالی هواشناسی در ایستگاه­های سینوپتیک مازندران، فصلنامه علمی - پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، 5: 25-15.
محمدی، حسین (1386)، آب و هواشناسی کاربردی، تهران: انتشارات دانشگاه تهران.
منتصری، مجید، امیرعطایی، بابک (1394)، پیش­بینی استوکستیکی احتمالات وقوع خشکسالی (مطالعه موردی: شمال غرب کشور)، نشریه مهندسی عمران و محیط زیست، 1: 12-9.
میرعباسی نجف­آبادی، رسول، احمدی، فرشاد، عاشوری، میثم، ناظری تهرودی، محمد (1396)، تحلیل خشکسالی‌های شمال شرق ایران با استفاده از شاخص کمبود توأم (JDI)، مجله اکو هدرولوژی، 2: 585-573.
Arms, K. (1990), Nvironmental Sciences, Florida: Staunders Collage Pub.
Hao, Z. Hao, F. Singh, V. Xia, Y. Xinyishen, O. (2016), A theoretical drought classification method for the multivariate drought index based on distribution properties of standardized drought indices, Advances in water resources, 3: 240-247.
Huang, Sh. Huang, Q. Chang, J. Leng, G. (2016), Linkages between hydrological drought, Climate indices and human activities: a case study in the Columbia River basin, International journal of climatology, 36: 280- 294.
Huanga, S. Huanga, J. Chang, J. Zhina, Y. lengb, G. (2015), Drought Structure based on a nonparametric multivariate standardized drought index across the yellow river basin China, Journal of hydrology, 53: 127- 136.
Jain, v. Pandey, R. Jain, M. Byun, H. (2015), Comparison of drought indices for appraisal of drought characteristics in the Ken river basin, Weather and climate extremes, 8: 1-11.
Jinum, M. Kim, Y. Kim, J. (2017), Evaluatin historical drought charactristics simulated in Cordexast Asia against observations.
Kis, A. Pongracz, R. Bartholy, J. (2017), Multi- model analysis of regional dry and wet condition for the Carpatian region, International journal of climatology, 9:  4543- 4560.
Liu, M. Xu, X. Sun, A. Wag, k. (2017), Decreasing spatial variability of drought in south west china during 1959-2013, International journal of climatology,       11: 4610-4619.
McKee, T. Doesken, N. Kleist, J. (1993), The Relationship of Drought Frequency and Duration to Time Scales. Proceedings of the Eighth Conference on Applied Climatology, Eighth conference on applied climatology, Anaheim, American Meteorological Society.
Mo, K. C. (2008), Model-based drought indices over the United States, Journal hydrometeorol, 9: 1212–1230.
ModaresiRad, A. Ghahramani, B. Khalili, D. Ghahramani, Z. Ahmadi Ardakani. S. (2017), Integrated meteorological and hydrological drought model: A management tool for proactive water resources planning of semi-arid regions, Advances in water resources,   5: 336- 353.
Niranjana, N. Rajeevan, M. Pai, D. Sivastava, A. Preethi, B. (2015), On the observed variability of monsoon droughts over India, Weather and climate extremes, 9: 15-21.
Peters, E. Bier, G. Lanen, H. Torfs, P. (2006), Propagation and spatial distribution of drought in a groundwater catchment, Journal of Hydrology, 321: 257-275.
Quesada, B. Giuliano, M. Asarre, D. Rangecoft, S. (2008), Hydrological change: Toward a consistent approach to assess changes on both floods and droughts, Advances in water resources, 4: 31-35.
Spinoni, j. Naumann, G. Vogt, j. Barbosa, P. (2015), The biggest drought events in Europe from 1950 - 2012, Journal of hydrology: Regional, 3: 509-524.
Stairs. G. Vangelis, H. (2004), Towards a Drought Watch System based on Spatial SPI, Journal of Water Resources Management, 18: 1-12.
Touma, D. Ashfaq, M. Nayak, M. Kao, S. Diffenbaugh, N. (2015), A multi-model and multi-index evaluation of drought characteristics in the 21st century, Journal of hydrology, 526: 196-207.
Wang, L., Chen, W. (2014), A CMIP5 multimodel projection of future temperature, precipitation, and climatological drought in China, Int. Journal Climatol. 34: 2059–2078.
Wilhite, Donald (2000), Drought: A global assessment, London and NewYork: Routledge press.
Wong, G. Lambert, M. Leonard, M. Metcalfe, A. (2010), Drought analysis using trivariate copulas conditional on Climatic
 
 
 
states, Journal of hydrologic engineering, 15(2): 129-141.
Zeleke, T. Giorgi, F. Diro, G. Zaitchik, B. (2017), Trend and periodicity of drought over Ethiopia, International journal of climatology, 3: 4733- 4748.
Zhao, M., Running, S.W. (2010), Drought-induced reduction in global terrestrial net primary production from 2000 through 2009, Science, 329: 940–943.
فصلنامه علمی پژوهش های بوم شناسی شهری
دوره 11، شماره 21 - شماره پیاپی 21
بهار و تابستان
شهریور 1399
صفحه 121-136

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 18 شهریور 1397
  • تاریخ بازنگری: 15 مهر 1397
  • تاریخ پذیرش: 26 آبان 1397

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار